Processi e gestione qualità

PROCESSI E GESTIONE DELLA QUALITA’

alimentare”. Un altro interessante componente delle pareti cellulari è rappresentato dalla frazione

dei pentosani, polimeri complessi formati da zuccheri diversi dal glucosio. I pentosani sono

presenti in forme diverse per dimensioni, composizione, solubilità. In questi ultimi anni è stato

loro riconosciuto un ruolo attivo nella formazione dell'impasto, dovuto all'elevata capacità di

legare acqua.

Proteine

Le proteine sono distribuite in percentuale differente a

seconda della regione del chicco. Si ritiene che la

componente proteica dei cereali soddisfi solo in parte

le esigenze nutrizionali dell’uomo in quanto carente di

alcuni aminoacidi essenziali (lisina).

Proteine solubili (albumine e globuline) con funzioni

enzimatiche sono presenti nell’embrione e nello strato

aleuronico.

Proteine insolubili o proteine di riserva, a loro volta distinte in prolammine e gluteline

(rispettivamente gliadine e glutenine), sono circa l’80 % della componente proteica e sono

localizzate nell’endosperma, con funzioni di sostanza di riserva, organizzate in una matrice tra i

granuli di amido.

Il rapporto prolammine/gluteline è diverso a seconda dei cereali.

Nel caso del frumento queste due classi sono presenti in quantità confrontabile e sono

caratterizzate da una composizione amminoacidica assai particolare, caratterizzata da una elevata

percentuale (un terzo circa di tutti i residui amminoacidici) di acido glutammico (come

glutammina) e di prolina, e di una bassa quantità di lisina.

Questa particolare composizione consente a queste proteine di riserva di strutturarsi, durante

l’impastamento della farina con acqua, in un complesso unico nel mondo vegetale conosciuto

come glutine e che può essere inteso come un tessuto reticolare.

Le proprietà plastiche ed elastiche del glutine (proprietà reologiche) sono determinanti per la

trasformazione della semola in pasta.

Le diverse migliaia di varietà di frumento sono state selezionate nel corso degli anni in modo da

migliorare anche il comportamento tecnologico del relativo sfarinato e, dunque, la sua idoneità

alla trasformazione in un ben definito prodotto.

I trattamenti termici, sempre presenti nel processo produttivo dei prodotti derivati dei cereali (es:

cottura in forno, essiccazione della pasta e sua cottura, ecc.) modificano in maniera sostanziale

anche le proprietà funzionali delle proteine.

A partire dai 60-70°C le proteine, indipendentemente dall’unità del sistema, sono interessate da

fenomeni di denaturazione e coagulazione. Nel caso del glutine il trattamento termico stabilizza la

struttura reticolare che perde così la sua capacità nativa di estendersi e di deformarsi, ma anche di

resistere a sollecitazioni troppo intense.

Lipidi

Questi costituenti delle cariossidi sono generalmente considerati “minori” a causa della loro

limitata quantità (max concentrazione nel germe, 13-17%).

Ciò nonostante, la loro importanza è rilevante sia da un punto di vista nutrizionale che

tecnologico. I lipidi dei cereali costituiscono una classe estremamente eterogenea di sostanze,

distribuita in maniera assai diversificata nei diversi tessuti del chicco. Accanto ai trigliceridi, i più

rappresentati nel tessuto dell’endosperma, la cariosside contiene lipidi polari, le cui proprietà 12

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funzionali (emulsionanti, stabilizzanti) consentono interazioni con molecole proteiche ed amilacee

e sono strategiche per le trasformazioni tecnologiche.

La presenza rilevante di acidi grassi insaturi e polinsaturi nei lipidi dei cereali rende purtroppo

assai frequenti i fenomeni di deterioramento, quali l’irrancidimento. Tale elevata alterabilità

potrebbe in parte giustificare i trattamenti di raffinazione (separazione della sola mandorla

farinosa) dei cereali che, sebbene ne abbassino il valore nutrizionale, assicurano una più facile

conservabilità.

Minerali e vitamine

La maggior parte delle sostanze minerali contenute nella cariosside dei cereali è localizzata nelle

parti tegumentali ed è costituita da fosfati e solfati di potassio.

Il fosforo è presente inoltre come fitato. Le proprietà nutrizionali negative di questi sali sono ben

note e sono dovute alla loro capacità di formazione di complessi con i minerali, riducendo la

biodisponibilità di questi ultimi (composti anti-nutrizionali).

I cereali contengono in tracce numerosi elementi, tra cui ferro, rame e zinco.

I cereali rappresentano una importantissima fonte di vitamine, soprattutto del gruppo B,

localizzate prevalentemente nei tessuti del germe ed in quelli più periferici dell'endosperma.

La separazione di queste parti, operazione conseguente i trattamenti di macinazione del grano e

di brillatura del riso, produce una forte perdita di questi principi nutritivi.

La conservazione dei cereali e la produzione degli sfarinati

La conservazione dei cereali assume un’importanza primaria nel determinare la qualità igienico

sanitaria delle materie prime e del prodotto finito. 13

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Cause di alterazione principali possono essere umidità e calore prodotti durante la respirazione

delle cariossidi da cui si ha lo sviluppo di microrganismi e artropodi.

I magazzini e le attrezzature per la movimentazione dei cereali devono essere accuratamente

pulite e private di polveri e residui del precedente stoccaggio (per diminuire anche la presenza in

aflatossine). Lo stesso cereale immagazzinato deve avere un basso contenuto di umidità e di

impurità.

La prevenzione delle infestazioni dei cereali avviene mediante:

Essiccamento: per ridurre l’umidità fino ad un valore del 13%;

• Refrigerazione: basse temperature che inibiscono il metabolismo degli insetti;

• Conservazione in atmosfera controllata: miscela gassosa a composizione definita (anidride

• carbonica/aria, azoto/aria), costante nel tempo, che provoca asfissia negli insetti.

Per i cereali già infestati si utilizzano mezzi chimici di disinfestazione (fosfina, prodotto gassoso

fumigante) il cui utilizzo però è consentito per una sola volta nell'arco del periodo dello

stoccaggio e dopo le cariossidi devono subire aerazione e ventilazione per 48 ore; il cereale non

può essere macinato prima di 4 giorni.

Si sta spingendo nell’ultimo periodo verso la sperimentazione di metilisotiocianato, un composto

derivato dalle foglie di Boscia senegalensis, una leguminosa utilizzata nel Niger per la protezione

delle coltivazioni di fagioli. Inoltre, l’uso di oli essenziali estratti da erbe e spezie, per la loro

azione antagonista nei confronti di alcuni insetti infestanti le derrate alimentari è permessa

secondo il regolamento specifico.

Il Bacillus thurigensis produce una tossina letale per le larve di Lepidotteri.

La produzione degli sfarinati (molitura)

La molitura è il processo tecnologico che consente la trasformazione delle cariossidi dei cereali in

sfarinati. Viene anche definito il processo di macinazione a secco in quanto i chicchi vengono

lavorati in assenza di acqua.

La macinazione industriale del grano è un processo assai

diverso da quello tradizionalmente realizzato con i molini a

molazze.

L’attuale tecnologia può essere suddivisa nelle quattro fasi

seguenti (individuate nel diagramma di flusso di fianco):

1. Ricezione, prepulitura e insilamento del grano in

arrivo: il grano in arrivo al molino, trasportato

generalmente “alla rinfusa” in camion cassonati, treni o

navi, viene scaricato in grandi tramogge con apertura Molino a molazze

grigliata per facilitare la separazione di corpi estranei di

maggiore dimensione;

2. Pulitura e condizionamento: le operazioni preliminari di pulitura, effettuate prima

dell’immissione della granella nei sili, consentono di allontanare principalmente i corpi

estranei grossolani. La pulitura vera e propria è effettuata prima della macinazione e consiste

in una serie di operazioni aventi lo scopo di separare impurità, corpi estranei e polveri,

realizzate sfruttando la differenza in dimensione, forma e peso specifico del materiale che si

vuole rimuovere rispetto alla cariosside intera. Il condizionamento consiste nell’umidificazione

fino a 2-4 punti percentuali di contenuto in acqua delle cariossidi, con lo scopo di ridurre la

friabilità delle parti tegumentali evitandone una eccessiva frammentazione e di rendere più 14

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fragile l’endosperma amilaceo, facilitando la separazione di queste due zone anatomiche della

cariosside. Il tempo di condizionamento (da 6 a più di 24 ore) e la quantità di acqua utilizzata

dipendono dal tipo di grano. Dopo tale fase le cariossidi presentano circa il 16-17% di

umidità, distribuita in modo omogeneo.

3. Macinazione e setacciatura: l’obiettivo della macinazione è

quello di separare l’endosperma amilaceo dalle parti tegumentali

e del germe e di ridurre la granulometria dell’endosperma a

valori inferiori a 150-200 micrometri per la farina e a 550

micrometri per la semola. Il grano subisce una rottura iniziale

condotta in laminatoi, coppie di cilindri in ghisa opportunamente

distanziati, che presentano una superficie rigata e ruotano in

senso opposto a velocità diversa. Alla prima operazione di rottura

ne seguono altre (generalmente 4 o 5). I passaggi di rottura

hanno la funzione di aprirle, tagliarle e laminare i chicchi di grano,

distaccare l’endosperma dai tegumenti, frantumandolo, e lasciare Laminatoio

la crusca sottoforma di lamelle larghe e piatte, in modo da

consentire una sua più facile rimozione. Perchè ciò avvenga in modo

ottimale, l’operazione di rottura viene realizzata gradualmente per evitare l’eccessiva

frantumazione delle parti cruscali che, se di dimensioni molto ridotte, sono di difficile

separazione. La separazione selettiva della mandorla è resa possibile dal fatto che la sua

composizione differisce da quella del germe e del tegumento. La separazione non è

quantitativa, ma nei sottoprodotti della macinazione si

perdono parti di endosperma e nella farina sono

inevitabilmente presenti piccole percentuali di particelle

tegumentali. La bontà della separazione ed il rispetto delle

caratteristiche stabilite dalla legislazione condizionano dunque

la resa produttiva di farina o di semola. La classificazione per

dimensioni (setacciatura) effettuata con plansichter, macchine

costituite da una serie di setacci piani (buratti) aventi

un’apertura delle maglie adeguata alla granulometria del

materiale alimentato. I grossi frammenti denominati “semole”

si dividono in “vestite”, cos